特约主编寄语

为贯彻落实双碳任务目标,加快能源转型,我国风能、太阳能等可再生能源占比不断增加,逐渐形成了清洁、安全、高效的能源结构,并在沙漠、戈壁、荒漠地区规划建设了大型风电光伏基地项目。但基地的系统特性已由原有的同步机主导转变为了电力电子装备主导,其规划建设、控制装备、安全运行均发生了重大变化,系统的安全稳定运行及其送出均面临严峻挑战。下面将对沙戈荒新能源基地的建设及安全稳定运行的部分问题给出建议。

新能源汽车整流器的抗扰模型预测控制策略研究

针对新能源汽车充电(G2V)三相整流器为研究对象,研究基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的充电控制策略。传统的MPC算法需要准确的系统模型参数,而当控制器中使用的模型参数与主电路实际参数不匹配时,控制性能可能发生恶化,影响整流器充电控制性能。针对此问题,该文将系统参数不匹配作为扩张状态观测器(extended state observer,ESO)扩张出来的扰动项而进行估计,并将扰动进行补偿,从而设计一种基于ESO的MPC充电控制策略。该方法仅使用了系统的输入和输出数据,而不需要精确的系统模型,因此即使模型参数不匹配时,ESO也能够将不匹配项作为扰动而对预测电流进行准确估计,从而提高MPC对参数变化及不匹配的鲁棒性。仿真与实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

永磁同步电机的改进自抗扰控制策略研究

为减小系统参数变化、负载扰动以及环境变化等因素对控制性能的影响,对传统自抗扰控制策略进行了改进。首先,级联非线性扩张状态观测器(ESO)加强了控制器对扰动的观测能力,提高了控制精度;其次,将滑模控制(SMC)引入ADRC系统,进一步提高控制性能,同时使用Lyapunov函数对系统进行了稳定性分析。最后,在永磁同步电机(PMSM)实验平台进行了验证。实验结果表明,所提控制策略可以有效提高控制精度、缩短响应时间、增强系统的鲁棒性,具有良好的控制效果。

基于模糊卡尔曼滤波和改进滑模控制的风电场飞轮储能控制策略

在风电场并网点处配置一定容量的飞轮储能装置(FESS)可以有效平滑并网功率,提高风电场的电网友好性。为提高FESS的功率响应速度,增强对风电功率波动的平抑效果,同时避免在功率波动太大时储能过充/过放,文章提出了一种基于模糊卡尔曼滤波和改进滑模控制(SMC)的飞轮储能控制策略。根据FESS的实时转速和功率自适应调节卡尔曼增益,将滤波结果与风电场实际输出功率的差值作为滑模控制器的输入,实现对飞轮储能的功率控制。仿真结果表明,文章提出的控制策略具有较好的动态响应特性,可以有效平滑风电功率,使其满足并网要求,在平滑过程中保证飞轮转速在限定范围内,有利于延长FESS的使用寿命。

计及风电场的飞轮储能一次调频控制策略

随着新能源渗透率的提高,电力系统频率稳定性问题愈加严重。本文提出一种改进飞轮储能辅助风电场一次调频的控制策略,分析风储系统的频率特性和容量配置,风电场采用虚拟惯性控制参与一次调频。由于风电场的输出功率根据自然风速随机变化,可能会导致飞轮长期运行至较高或较低转速的状态,在风速骤变时甚至会引起飞轮转速越限。采用虚拟下垂控制结合模糊规则防止飞轮转速越限,从而弥补风电场在一次调频中的功率缺额。通过仿真分析及实验验证阶跃扰动和连续扰动的工况下的频率特性,得出改进控制策略在阶跃扰动和连续负荷扰动2种工况下最大频率偏差更小、响应速度更快的结论.

基于矩阵变换器的飞轮储能模型预测控制策略

飞轮储能系统常用的背靠背变换器中间存在直流环节及电解电容,使得变换器体积庞大,而且直流环节电解电容器会带来直流电压控制、寿命和维护成本等问题。针对上述问题,采用矩阵变换器作为飞轮储能系统的控制变换器,有效地融入了矩阵变换器的优势,避免了背靠背变流器中直流环节及电解电容带来的问题。在分析储能系统工作原理的基础上,考虑到矩阵变换器电压传输比的限制,通过理论计算得出基于矩阵变换器的飞轮储能系统的运行范围。通过理论分析得到了飞轮储能系统功率与飞轮转速的关系,然后利用转速外环电流内环的双闭环控制方式实现对飞轮储能系统的控制。电流内环采用模型预测控制策略对矩阵变换器进行控制,从而实现飞轮储能系统的充放电控制。Matlab/Simulink中的仿真结果验证了运行范围分析的准确性和所提控制策略的有效性.

基于直接转矩控制的双矢量直接电压模型预测控制策略

模型预测控制(Model predictive control,MPC)是目前电力电子领域研究较为广泛的一种控制策略,不需要调制环节,具有动态响应快、容易实现多目标灵活控制、简单且容易实施等特点。但是这种控制方法由于存在循环寻优的计算过程,算法计算量较大且对控制器的要求较高,不利于实际应用。参考直接转矩控制思想,提出一种双矢量直接电压模型预测控制(Double vector based-direct voltage predictive control,2VB-DVPC)策略,这种控制方式利用查表法省去繁琐的循环寻优计算过程,减少了控制算法的计算量。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建传统MPC与2VB-DVPC的仿真模型进行仿真对比,仿真结果验证了所提2VB-DVPC控制策略在保证动稳态性能的情况下,能够有效减少算法的计算量,并且能够固定平均开关频率,降低了谐波滤除的难度。

飞轮储能阵列系统协调控制方法综述

因受材料、成本和技术等因素制约,提高单个飞轮储能装置的容量较为困难,难以满足长时间大功率的需求。对此提出使用飞轮阵列来提高飞轮系统的总储能容量,进而降低装置的研发和生产成本。对于飞轮阵列储能系统,研究各储能单元协调控制、相互配合的控制策略是实现阵列高效、安全运行的解决方案。从飞轮储能阵列系统拓扑结构、协调控制策略及协调控制算法进行全面的综述。从飞轮储能阵列不同并网拓扑结构出发,探讨了适用于直流母线并联和交流母线并联对应的功率分配控制策略;随后以飞轮储能阵列并行接入电网为切入点,分别对集中式、主从式与分布式协调控制算法进行比较研究和归纳总结,重点评述了分布式一致性算法优势,并在此基础上进一步总结基于智能算法高效率求解的功率分配控制策略。最后,指出了飞轮储能阵列系统并网运行协调控制面临的挑战。

基于虚拟直流电机参数优化的混合储能控制策略研究

为提高独立运行风光储直流微电网系统惯性与阻尼,针对负载、风/光功率波动引起的母线电压波动问题研究基于虚拟直流电机(VDCM)的改进混合储能控制策略。推导混合储能系统的小信号模型,分析VDCM参数对系统的动态性能影响,并给出VDCM参数的合理取值范围。针对传统VDCM控制下参数选取模糊的问题,设计VDCM参数优化控制,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对VDCM参数进行优化,在简化混合储能系统控制的同时解决传统VDCM控制参数选择模糊的问题。研究超级电容端电压自恢复控制策略,使超级电容端电压在系统发生功率波动后能够及时恢复至初始给定值,在保证混合储能合理功率分配的基础上,增强系统惯性,同时防止超级电容的过充和过放。对上述控制策略进行仿真研究,并且搭建基于实时数字仿真系统(RTDS)与快速控制原型(RCP)的硬件在环实验平台进行实验,验证控制策略的正确性与有效性。

多尺度分解下GRU-TCN集成的动力电池剩余使用寿命预测方法

精准预测动力电池的剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)能够提前规避因电池过度使用带来的风险,为退役电池的二次利用提供决策依据,提升电池第二寿命的利用率。为了降低动力电池RUL预测任务中噪声和容量回升现象导致的非线性特征对RUL预测精度的影响,提出了一种基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、门控循环单元网络(gated recurrent unit,GRU)和时序卷积网络(temporal convolutional networks,TCN)集成的动力电池RUL预测模型。首先,使用EEMD对原始数据进行分解,动力电池容量衰退过程中由噪声和容量回升现象导致的非线性特征被分解到高频分量,而原始容量数据的主要趋势被分解到低频分量。其次,再使用GRU和TCN网络分别对高频分量和低频分量进行预测。最后,使用Attention对预测结果进行集成。在NASA数据集上的实验结果表明,本工作提出的集成模型的预测精度和对非线性特征的拟合程度都优于其他单一模型和其他同类型模型,最大平均绝对误差和最大均方根误差分别在0.52%和0.74%内,绝对误差在1个循环周期内,证明本模型有较好的RUL预测能力。

基于自适应电流分配算法的SOC均衡控制

为解决直流微电网独立运行下并联运行的多组储能单元荷电状态(SOC)均衡问题,提出了分段自适应电流分配算法。当SOC偏差较大时,控制储能单元以最大可能电流充放电,加快SOC均衡速度;当SOC偏差较小时,储能单元间充放电流分配系数按SOC的n次指数形式自适应调节,使储能单元的SOC快速、准确地达到均衡一致。最后,搭建了硬件在环实验平台,实验结果验证了所提算法的正确性与可行性。

采用直流电动机和调速系统的风力机模拟器设计

为了满足小型风力发电技术的研究需要,分析了风力机的运行特性及采用直流电动机转矩闭环控制模拟风力机的可行性,设计了基于直流电动机的小型风力机模拟器,并给出了采用西门子调速系统驱动直流电动机的模拟器实现方案及基于永磁同步发电机的测试系统,进行了实验研究。实验结果表明,所设计的风力机模拟器可以模拟小型风力机的转矩-转速特性和功率-转速特性,为在实验室条件下研究风力发电技术的原动机问题提供了一个实用的解决方案。

半直驱风电系统最大功率跟踪和变桨距集成控制

建立了包括风力机、机械传动链、永磁同步发电机和变桨距执行机构在内的半直驱风力发电系统机侧部分数学模型;针对风能随机性及风力机工况切换频繁的特点,给出了实现半直驱风力发电系统优化及可靠运行的集成控制策略。该控制策略以转速控制为基础,以风速滞环判断为条件,实现最大功率跟踪控制和变桨距控制的集成;在MATLAB/Simulink环境下建立了半直驱风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明,在渐变风和随机风的作用下,集成控制策略能够实现最大功率跟踪控制和变桨距控制的可靠切换,获得了较为满意的控制效果,验证了该控制策略的正确性和有效性。

无刷双馈发电机风力发电系统的建模与控制

从转子参考坐标系dq模型出发,研究功率绕组和控制绕组双同步MT坐标系下的无刷双馈发电机(BD-FG)数学模型,建立了包括BDFG、风力机及机械传动链的风力发电系统数学模型。根据风力机和BDFG的特性,采用定子功率绕组磁链定向的矢量变换控制技术,给出了一种功率控制策略。该策略通过控制发电机控制绕组的交流励磁,实现BDFG风力发电系统有功、无功功率的解耦控制和最大功率追踪控制(MPPT)。仿真结果验证了所提出建模与控制方案的正确性和有效性。

基于中压变频技术的600MW机组凝结水泵的节能改造

介绍了大唐托克托发电有限责任公司2×600 MW机组凝结水泵的中压变频改造设计与运行情况,并对改造后的经济效益进行了分析。运行结果证明,在火电厂辅机中利用中压变频技术进行调节具有良好的技术性能和显著的经济效益。

基于SIMULINK同步发电机机端短路的仿真

本文主要分析了运用 MATLAB中的

电网电压骤降情况下BDFG风力发电系统的建模与控制

为了在电网电压骤降情况下满足电网对风力发电系统的要求,对无刷双馈电机(BDFG)风力发电系统矢量控制进行了研究,给出了计及电网电压变化时BDFG的控制模型及基于模糊规则参数自整定PI调节器的改进控制策略,并进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方案可以较好地控制BDFG控制绕组电流,降低电磁转矩波动,提高BDFG风力发电系统在电网电压骤降情况下的不间断运行能力。

基于DSP 56F805的空间矢量脉宽调制

空间矢量脉宽调制是依据变换器空间电压(电流)矢量切换来控制变换器的一种新颖思路的控制策略。利用Freescale公司数字信号处理器56F805实现空间矢量脉宽调制。DSP 56F805包含PWM、故障保护、程序和数据Flash等模块。采用标么值系统可以提高运算精度,并可使各种容量电机的物理量及控制系统中各调节器的参数范围大致相同。DSP程序通过判断指令所在扇区、计算占空比等步骤产生PWM波。将PWM波经LC滤波得到实验波形,验证了利用DSP 56F805实现SVPWM的可行性。

体育游戏教学法的应用研究

一、游戏教学法的背景 在教学中。游戏是接受度最高的一项内容。而在游戏教学中，体育游戏是其中的一个分支。在体育游戏教学中所发展出来的游戏教学基于体力与智力发展要求，整合了教学目标于内，有其特有的教学优势。一般来说，体育游戏教学法有以下几方面的特点：

多媒体技术在排球教学中的应用

在排球技术教学中,通过多媒体辅助教学方法的运用,可以加强排球教学的直观性,促进学生对排球技术的理解和掌握,加速运动技能的形成,从而取得较好的教学效果。